浅谈水下灌注桩工程的施工管理

　　摘要：本文就水下灌注桩工程的施工程序及管理方法做了系统的叙述和实际总结，特别是对最容易出问题的混凝土灌注中初次灌入混凝土的数量计算及每提升拆除一节导管所需要灌入的混凝土量的计算做了详细的总结，并且以实例说明。

　　关键词：灌注桩,工程,施工,管理

　　灌注桩工程由于在水下进行施工，施工人员不能用直接的方法观测或检测到，只能在灌注桩工程施工完毕且混凝土达到一定强度后以后才能用小应变或静力测桩的办法检测出灌注桩的情况。在灌注桩工程施工过程中要严格遵照有关施工规范规定的施工技术要求和程序施工，这样就能尽量减少或避免出现偏位、断桩现象。本文从水下灌注桩工程的施工理论到实际的施工技术进行了全面系统的总结，可供施工单位和施工管理、监理人员参考。

　　 一、施工测量及放线

　　1、仪器的校正。在施工放线之前，首先校正工程用的水准仪及经纬仪，并且把校正记录交给建设单位委托的监理单位机监理工程师认可。

　　2、复核平面控制点和高程控制点。复核建设单位提供的平面控制点和高程控制点，以便工程施工过程中不出现误差。

　　3、根据施工图纸首先放出平面轴线，然后放出各个桩位。平面轴线的中误差一般应控制在20mm以内，相邻桩位的平面中误差应控制在15mm以内，平面误差太大容易造成偏位，高程中误差控制在在20mm以内，高程误差太大容易造成桩深深度不够。

　　二、护筒的埋设

　　 1、用回旋钻机钻孔时，护筒的直径宜大于钻头直20cm，用冲击钻、冲抓钻时宜大于30cm，以保证钻机安放时不塌孔。

　　 2、护筒要埋设稳定，其中心线与桩中心线偏差宜小于50mm，埋设好的护筒垂直度宜小于10mm，中心线偏差及垂直度太大容易造成偏位和塌孔。

　　 3、护筒顶端要高出地面30cm，有承压水或工地紧靠有水的河、湖、坑塘，则护筒顶要高出承压水位、河、湖、坑塘水位1.5～2.0m，以保证钻孔过程中及成孔后不出现反渗现象。

　　 4、护筒埋设深度在粘性土中不宜小于1.0m，在软土或砂性土中不宜小于2.0m，一般采用护筒的长度在1.5～2.0m。护筒四周回填粘土，对称分层夯实，以保证护筒位置及垂直度。

　　三、钻机安放

　　 1、钻机安放要平稳，钻机下面要垫放大的方木、钢板等，防止钻机沉陷或位移。钻机安放好后用水准尺检测钻机的水平度，用经纬仪检测钻杆的倾斜率，保证钻杆倾斜率在1%以内，以保证孔的倾斜率。

　　 2、钻机安放时，钻头中心要尽量对准孔位中心，其偏差单排桩不大于100mm，群桩不大于150mm，桥梁等其它建筑物不大于20mm，以保证上部构造尺寸的正确。

　　 3、钻头直径一般要要与灌注桩直径相同，不能小于设计钻孔直径10mm，这样才能保证钻孔直径。

　　四、灌注桩造孔泥浆护壁时的技术要求

　　 1、在粘土和壤土中造孔时，可以用原土造浆护壁，排渣泥浆比重为1.1～1.2。

　　 2、在砂性土和夹砂性土中造孔时，孔中泥浆比重孔中为1.1～1.3;在砂卵石或易塌孔的土层中造孔时，孔中泥浆比重1.3～1.5，造孔过程中要经常在孔中取样，测试泥浆比重。

　　 3、泥浆选用塑性指数Ip≥17的粘土调制。泥浆胶体率不能小于90%，含砂率不能大于4～8%，粘度在18～22s。

　　五、清孔时的技术要求

　　 用原土造浆的孔，清孔后泥浆比重控制在1.1;孔壁土质不好时易用泥浆循环清孔，清孔后泥浆比重控制在1.15～1.25，泥浆含砂率控制在8%以内;清孔后泥浆比重太小，泥浆护壁的厚度保证不了，易造成塌孔，泥浆比重太大，造成沉淀厚度不符合要求;孔壁土质好时可以用空气吸泥机清孔。清孔过程中保持浆面稳定。清孔后摩擦桩的沉渣厚度小于30cm，端承桩的沉渣厚度小于10cm。

　　六、导管

　　 1、下导管前对导管进行试拼接，并且试水，保证导管特别是接头处不漏水。对试过水后的导管进行编号，下导管时按照编号顺序依次一节一节下。

　　 2、导管下好后，导管下口至孔底距离宜控制在30～50cm，距离太大，灌注混凝土时对储料斗容量的要求也要相应变大，距离太小容易堵塞导管下口。

　　七、水下混凝土技术要点及灌注技术

　　 1、所用水泥标号不宜低于425#，且要求水泥的初凝时间不早于2.5小时。

　　 2、粗骨料最大粒径不能大于导管直径的1/6和钢筋间距的1/3，且不大于40mm，粗骨料粒径太大，容易造成导管堵塞，形成断桩。

　　 3、砂率为40～60%，宜用外加剂，水灰比为0.4～0.6。

　　 4、混凝土的坍落度在18～22cm，水泥用量不少于 360kg/m3。

　　 5、灌注混凝土前，先灌少量水泥砂浆，储料斗的容量要使混凝土初次灌入桩孔后导管埋深不小于1.0m，灌注过程中导管的埋深始终不小于2.0m且不大于5.0m;混凝土进入钢筋骨架下端时，导管宜深埋，并放慢混凝土的灌注速度;终灌时混凝土的最小灌注高度要使泥浆能顺利排出为原则，以保证灌注桩的上段质量;桩顶灌注高度要比设计高度高出50-80cm。

　　6、灌注混凝土实例。(1)安阳市龙安区商都路洪水河桥灌注桩直径80cm，孔深15.80m，孔底高程33.65m，桩顶高程49.45m，地面高程51.25m，护筒直径100cm长2.0m，高出地面20cm，下导管长18m，导管直径25cm，最下端一根4m导管、一根3m导管，最上端一根1m导管，其它导管全部长2.0m。(2)导管下好后用测绳从导管内外分别测出桩底到导管顶的深度，保证导管下口到孔底的距离为0.5m。(3)初灌后导管内混凝土深度L1的计算由连通器原理可以导出方程式： L1×α1=(H-1-0.5) α(1-1) 即L1=(H-1-0.5) α/α1 (1-2)

　　H--护筒顶到桩底的深度 α--泥浆比重 α1--混凝土比重 L1--导管内混凝土的深度

　　1--初灌后导管要求的最小埋深 0.5--导管下口到孔底的距离 由公式(1-2)可以计算出

　　L1=(17.6-1-0.5)×1.1/2.4=7.4(m)。(4)、储料斗容积的计算 V=π×R2×(1+0.5)+π×r2×L1 (1-3) V--储料斗容积R--灌注桩半径 r--导管的半径 V=π×0.42×(1+0.5)+ π×0.1252×7.4=1.12(m3)。(5)、保证最小埋深再灌混凝土数量的计算V2=π×R2×(H2-H3) (1-4)V2--保证最小埋深混凝土再灌数量 H2--导管要求的最小埋深(贤孝桥取2m) H3--导管已经埋入深度(已经按1m计算) V2=π×0.42×(2-1)=0.5(m3)。(6)、去导管再灌混凝土数量的计算 V3=π×R2×L2 (1-5) V3--去导管再灌混凝土的数量 L2--所去导管的长度。由于洪水河桥最上一节导管长1m，因此需要再灌混凝土的数量为： V3=π×0.42×1=0.5(m3)。 由计算可知再灌0.5m3混凝土即可提升拆除该节导管。导管拆除后用测绳重新测量导管内外混凝土面的高度，此时导管内外混凝土面的高度可以视为平衡状态，然后重复公式(1-4)和公式(1-5)计算，即可得出提升拆除下一节导管所需再灌混凝土的数量。(7)、最后一节导管的提升。最后第二节导管提升拆除后，测量一下导管内外混凝土面的高度，按照公式(1-5)计算出所需混凝土量(应高出设计桩顶50～80cm)，再灌注混凝土，慢慢提升导管，直到灌入混凝土量与计算一致，这时无须再灌混凝土，直接将导管慢慢提升上来即可。

　　七、结论

　　 按照上述所总结的程序及管理方法进行施工管理，能够减少或避免施工过程中出现偏位、塌孔、断桩等现象，并且能够保证混凝土的质量，保证混凝土的强度及灌注桩的承载力。为保质、保量、按时完成整个工程打下坚实的基础工作。

《浅谈水下灌注桩工程的施工管理》

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